一种微电网电压分布式二级控制方法及装置与流程

技术特征：
1.一种微电网电压分布式二级控制方法，其特征在于，包括：步骤s1，采集分布式电源dg经过滤波器后的电压和电流，并对采集得到的输出电压和输出电流进行clark和park坐标变换；步骤s2，采用动态一致性算法实现分布式二级控制结构，获得微电网内全局电压平均值；步骤s3，采用改进下垂控制方法获得系统电压参考值；步骤s4，通过引入比例积分微分pid控制器，实现微电网内源网荷全局电压控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：采集dg经lc滤波器后的输出电压u
oabc
和输出电流i
oabc
，对输出电压u
oabc
和输出电流i
oabc
进行clark和park坐标变换后，获得旋转坐标系直轴电压分量u
od
、交轴电压分量u
oq
、直轴电流分量i
od
以及交轴电流分量i
oq
。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括：步骤s21，根据输出电压u
oabc
和输出电流i
oabc
进行坐标变换后获得的旋转坐标系直轴电压分量u
od
、交轴电压分量u
oq
、直轴电流分量i
od
以及交轴电流分量i
oq
，计算dg的输出有功功率和输出无功功率；步骤s22，采用动态一致性算法计算得到微电网内全局电压平均值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤s21计算dg的输出有功功率和输出无功功率的方式为：其中，p
i
为dg输出有功功率；q
i
为dg输出无功功率；将计算得到的输出有功功率p
i
和输出无功功率q
i
经过一个lc低通滤波器，滤除其谐波分量，得到瞬时功率信号：其中，g
lpf
(s)为lc低通滤波器的传递函数；ω
c
为截止频率。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤s22具体包括：采用动态一致性算法计算全局平均电压值u
avgi
(t)、u
avgj
(t)的公式如下：(t)的公式如下：其中，τ表示一个时间常数，u
avgi
(τ)、u
avgj
(τ)分别为节点i、j得到的一个时间常数内的电压平均值，u
i
(t)为动态一致性算法中引入的动态时变输入信号，n
i
表示与节点i相邻的节点的集合，邻接矩阵a
ij
＝[a
ij
]∈r
n
×
n
表示节点i，j间的连接关系，u
avgi
(t)、u
avgj
(t)分别为节点i、j得到的全局电压平均值；
邻接矩阵a
ij
＝[a
ij
]∈r
n
×
n
的元素可以通过以下公式确定：其中，m代表边与边之间的权重，用g＝(v,e)表示一个图，其中v＝{1,2,...n}是图g的节点集，是节点的有序对集合，用来表示节点间的边，每一条边用一对节点(i,j)来表示，(i,j)∈e表示节点i，j相连接。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s3用功率的一次函数代替传统下垂控制中的固定系数，改进下垂控制的方程为：f
i
＝f
n-(m
i-m
i
p
i
)(p
i-p
ni
)u
i
＝u
n-(n
i-n
i
q
i
)(q
i-q
ni
)其中，f
i
为系统频率参考值；f
n
为系统额定频率；m
i
为有功下垂系数常数项；m
i
为有功下垂系数；p
i
为dg输出有功功率；p
ni
为dg额定有功功率；u
n
为系统额定电压；u
i
为系统电压参考值；n
i
为无功下垂系数常数项；n
i
为无功下垂系数；q
ni
为dg额定无功功率；q
i
为dg输出无功功率。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤s4具体包括：将微电网系统额定电压值u
n
与全局电压平均值u
avgi
做差得到pid控制器的输入信号，经过pid控制器，其输出作为系统电压的补偿量δu
i
，所述系统电压的补偿量δu
i
为：δu
i
＝(k
p
k
i
/s k
d
s)(u
n-u
avgi
)其中，k
p
为pid控制器的比例放大系数，k
i
为pid控制器的积分比例系数；k
d
为pid控制器的微分系数；u
avgi
为节点i得到的全局电压平均值；将系统电压的补偿量δu
i
与系统电压参考值u
i
相叠加，得到分布式二级控制规律中的系统电压参考值所述二级控制规律中系统电压参考值为：其中，u
i
为系统电压参考值；δu
i
为系统电压的补偿量；u
n
为系统额定电压；n
i
为无功下垂系数；q
ni
为dg额定无功功率；q
i
为dg输出无功功率。对动态一致性算法的分析可得稳态时：8.一种微电网电压分布式二级控制装置，其特征在于，包括：采集模块，用于采集分布式电源dg经过滤波器后的电压和电流，并对采集得到的输出电压和输出电流进行clark和park坐标变换；第一计算模块，用于采用动态一致性算法实现分布式二级控制结构，获得微电网内全局电压平均值；第二计算模块，用于采用改进下垂控制方法获得系统电压参考值；控制模块，用于通过引入pid控制器实现微电网内源网荷全局电压控制。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块用功率的一次函数代替传统下垂控制中的固定系数，改进下垂控制的方程为：
f
i
＝f
n-(m
i-m
i
p
i
)(p
i-p
ni
)u
i
＝u
n-(n
i-n
i
q
i
)(q
i-q
ni
)其中，f
i
为系统频率参考值；f
n
为系统额定频率；m
i
为有功下垂系数常数项；m
i
为有功下垂系数；p
i
为dg输出有功功率；p
ni
为dg额定有功功率；u
n
为系统额定电压；u
i
为系统电压参考值；n
i
为无功下垂系数常数项；n
i
为无功下垂系数；q
ni
为dg额定无功功率；q
i
为dg输出无功功率。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制模块具体用于：将微电网系统额定电压值u
n
与全局电压平均值u
avgi
做差得到pid控制器的输入信号，经过pid控制器，其输出作为系统电压的补偿量δu
i
，所述系统电压的补偿量δu
i
为：δu
i
＝(k
p
k
i
/s k
d
s)(u
n-u
avgi
)其中，k
p
为pid控制器的比例放大系数，k
i
为pid控制器的积分比例系数；k
d
为pid控制器的微分系数；u
avgi
为节点i得到的全局电压平均值；将系统电压的补偿量δu
i
与系统电压参考值u
i
相叠加，得到分布式二级控制规律中的系统电压参考值所述二级控制规律中系统电压参考值为：其中，u
i
为系统电压参考值；δu
i
为系统电压的补偿量；u
n
为系统额定电压；n
i
为无功下垂系数；q
ni
为dg额定无功功率；q
i
为dg输出无功功率。对动态一致性算法的分析可得稳态时：

技术总结
本发明公开了一种微电网电压分布式二级控制方法及装置，其中于，方法包括：步骤S1，采集分布式电源DG经过滤波器后的电压和电流，并对采集得到的输出电压和输出电流进行Clark和Park坐标变换；步骤S2，采用动态一致性算法实现分布式二级控制结构，获得微电网内全局电压平均值；步骤S3，采用改进下垂控制方法获得系统电压参考值；步骤S4，通过引入比例积分微分PID控制器，实现微电网内源网荷全局电压控制。本发明实现了微电网源网荷分布式电压控制，在本地控制器中就可以得到全局电压平均值从而进行自身调节；本发明能够实现在负荷波动情况和分布式电源因故障退出运行的情况下，保证下垂控制中的电压质量，提高微电网运行的安全稳定性。定性。定性。


技术研发人员：程维杰 刘金生 陈择栖 程韧俐 马伟哲 杨帆 刘振兴 周招鹤 何晓峰 张超
受保护的技术使用者：深圳供电局有限公司
技术研发日：2022.06.28
技术公布日：2022/9/13